一种纺制长丝型低熔点聚酯切片及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种纺制长丝型低熔点聚酯切片及其制备方法，该方法以对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇、二甘醇、三甘醇等为原料，通过分步酯化、缩聚合成改性共聚酯。本发明专利技术通过流程创新、催化剂复配、改性单体分步酯化等工艺的实施，实现产品中改性单体的精准调控，制得产品关键质量指标优异，玻璃化转变温度＞66℃、端羧基含量≤25mol/T、缩聚反应周期≤200min/批，下游使用纺制长丝综合效率高，整体使用效果优异，满足高档特殊领域使用要求。

【技术实现步骤摘要】
一种纺制长丝型低熔点聚酯切片及其制备方法
本专利技术涉及一种纺制长丝型低熔点聚酯的制备方法，属于差别化聚酯制造领域。
技术介绍
普通PET聚酯熔点250～260℃，低熔点聚酯熔点105～210℃，其通过共聚改性单体，改变PET分子结构从而达到降低熔点的效果。目前市场低熔点主流型号有110℃、180℃和210℃，其中110℃产品可纺制长丝或短纤主要用于非织造布和3D飞织鞋热粘合领域，180℃产品主要用于纺制皮芯复合丝领域，210℃产品主要用于涤纶色母粒制造领域。依据△T＝△H/△S公式可知，要想通过共聚的方法制备得到低熔点聚酯必须减小聚合物结构的熔融焓或者提高熔融熵，所以可以通过加入一些不对称结构的改性单体，使得在嵌段共聚的过程中破环聚酯本身的链段规整性，达到减少分子间作用力的效果，即减小了熔融焓。另外，为了保持聚酯具有结晶性能并能进一步的降低熔点，可以在共聚过程中加入含有柔性长链段的改性单体，通过嵌段聚合的方式使得苯环与苯环之间的距离增加，苯环在体系中的含量减少，从而达到分子在熔融态下具有更多可能的构象，即达到熵增和促进结晶的目的。综合来看国内低熔点聚酯切片生产主要有两大类，第一类是间苯二甲酸和长链二元醇的改性体系，第二类是己二酸和长链二元醇的改性体系，两个体系的改性单体都是为了降低高聚物链段的规整性，从而达到降低熔点的目的，实际生产过程中会依据下游使用特性对配方进行调整，但往往某些应用性能的保证会导致产品其它性能受损，影响产品整体使用效率。中国专利CN111100278A“一种低熔点聚酯切片的制造方法”，公布了一种连续式低熔点聚酯切片生产流程，配方中采用钛系和锑系复配型催化剂起到部分环保效应，由于连续式生产的缺点，改性单体二甘醇在二酯化反应釜中添加，从实际生产来看，二甘醇和PTA及IPA反应速率常数小，二酯化反应过程停留时间短，且物料在二酯化反应釜中，酯化率较高，二甘醇竞聚到主链的难度更大，最终会导致二甘醇在产品中以游离状态存在，纺长丝时会严重影响丝的强度。中国专利CN110938196A“一种低熔点聚酯及其制备方法”，采用芳香族二元酸和2-甲基-1,3-丙二醇降低产品熔点，外加红外吸收剂提高产品后加工吸热速率，添加自由基捕捉剂提高产品热稳定性，但该产品采用2-甲基-1,3-丙二醇，缩聚过程较难控制，热熔粘合流动性较二甘醇或三甘醇相比差。中国专利CN110437430A“一种改性聚酯及其制备方法”，酯化催化剂采用锡化合物，制得低熔点聚酯产品玻璃化转变温度可达80℃以上，干燥时可提高干燥温度，从而提高干燥效率，纺丝时切片在螺杆中不易环结打滑。玻璃化转变温度的提高，有利于纺丝效率提高，但用于热熔粘合过程，热熔速率会受到影响，尤其制成的3D鞋面会凸显生硬感，穿着舒适度差。
技术实现思路
本专利技术旨在通过配方创新、工艺流程创新制备一种纺制长丝型低熔点聚酯切片，该低熔点聚酯切片改性单体共聚均匀性好、玻璃化转变温度高、干燥效果好，可实现高效长丝纺制。本专利技术研究多元改性聚合机理、复配高效催化剂、提高反应速率、降低反应终温，有效降低产品的热降解，大大提高纤维强度；同时通过改性单体的优选在保证强度的基础上，满足热熔粘合的流动性能，满足了高档、特殊长丝领域用途，且整体使用性能优异。本专利技术为实现专利技术目的，采用如下技术方案一种纺制长丝型低熔点聚酯切片，其各原料按重量份的构成为：进一步地，配方中二甘醇和三甘醇的质量比控制为2～5:1，并优选3～5:1。进一步地，所述热稳定剂为TMP、TPP、H3PO4中的至少一种，所述热稳定剂优选为由TMP和TPP按质量比2～3:1混合而成的复配型热稳定剂。进一步地，所述催化剂为复配型催化剂，是由三氧化二锑、醋酸锑、乙二醇锑和醋酸钴中的至少两种组合而成。优选为由三氧化二锑、醋酸锑和醋酸钴按质量比2～6:2～4:1～3组合而成。本专利技术所述的纺制长丝型低熔点聚酯切片的制备方法，其工艺流程采用一酯化、二酯化、终缩聚间歇式三釜制流程，通过分步酯化提高产品共聚均匀性，制得纺制长丝型低熔点聚酯切片。具体步骤如下：步骤1、一酯化步骤11、将配比量的三甘醇(TEG)和部分量的间苯二甲酸(IPA)配成浆液，醇酸摩尔比控制为1.2～1.4，搅拌均匀后，通过计量泵加入酯化一釜进行酯化反应，酯化温度控制为255～260℃，酯化压力控制为常压，酯化率控制为70～90％；步骤12、将配比量的二甘醇(DEG)和部分量的间苯二甲酸(IPA)配成浆液，醇酸摩尔比控制为1.15～1.35，搅拌均匀后，通过计量泵加入酯化一釜进行酯化反应，酯化温度控制为250～255℃，酯化压力控制为常压，酯化率控制为70～90％；步骤13、将配比量的乙二醇(EG)、对苯二甲酸(PTA)及剩余的间苯二甲酸(IPA)配成浆液，醇酸摩尔比控制为1.10～1.25，搅拌均匀后，通过计量泵加入酯化一釜进行酯化反应，酯化温度控制为245～250℃，酯化压力控制为常压，酯化率控制为85～95％；完成后，将酯化一釜内温控制为255～260℃，以酯化水接收量为依据，控制总体酯化率为90～95％，完成一酯化反应，并通过氮气加压将物料导入酯化二釜；步骤2、二酯化物料导入酯化二釜后，加入配比量的热稳定剂和催化剂，缓慢升温，将体系内温控制为260～265℃，酯化压力控制为常压，二酯化总停留时间控制为60～80min，完成二酯化反应后，通过氮气加压将物料导入终缩聚釜中。步骤3、终缩聚物料导入终缩聚釜中，先进行常压反应5～20min，常压反应阶段控制内温260～265℃；常压反应结束后进行负压反应，起始压力101kpa(G)，缓慢降低压力至1.8kpa(G)，控制时间为45～60min；继续降低釜内压力至50pa(G)，控制时间为30～50min；维持釜内压力50pa(G)进行缩聚反应，并进行升温，控制反应终温为270～290℃，反应达到规定粘度后用氮气加压铸条切粒制得成品。为提高产品质量，采用低温聚合，缩聚反应终温控制为270～290℃，优选270～285℃，进一步优选275～280℃。通过反应工艺优化和催化剂组合，产品聚合反应周期控制在170～200min/批，为提高产品综合使用效果，并通过工艺和催化剂协同优化，优选控制反应周期180～190min/批。本专利技术的有益效果体现在：1.本专利技术的工艺流程采用一酯化、二酯化、终缩聚间歇式三釜制流程，通过分步酯化提高产品共聚均匀性，制得纺制长丝型低熔点聚酯切片。2.本专利技术依据改性单体竞聚特点，复配高效催化剂，实现低温聚合，抑制产品高温降解，通过实施缩聚反应终温控制为270～290℃(优选270～285℃，进一步优选控制275～280℃)，低温反应的同时，产品缩聚周期大幅度降低，实现170～200min/批，提高生产效率。3.本专利技术通过优选配方体系和工艺流程，使最终制备的纺制长丝型低熔点聚酯切片产品质量指标符合：特性粘度0.65～0.75dl/g、熔点105～115℃、Tg66～70℃本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纺制长丝型低熔点聚酯切片，其特征在于，各原料按重量份的构成为：/n

【技术特征摘要】
1.一种纺制长丝型低熔点聚酯切片，其特征在于，各原料按重量份的构成为：





2.根据权利要求1所述的一种纺制长丝型低熔点聚酯切片，其特征在于：配方中二甘醇和三甘醇的质量比控制为2～5:1。


3.根据权利要求1所述的一种纺制长丝型低熔点聚酯切片，其特征在于：所述热稳定剂为TMP、TPP、H3PO4中的至少一种。


4.根据权利要求3所述的一种纺制长丝型低熔点聚酯切片，其特征在于：所述热稳定剂是由TMP和TPP按质量比2～3:1混合而成的复配型热稳定剂。


5.根据权利要求1所述的一种纺制长丝型低熔点聚酯切片，其特征在于：所述催化剂为复配型催化剂，是由三氧化二锑、醋酸锑、乙二醇锑和醋酸钴中的至少两种组合而成。


6.根据权利要求5所述的一种纺制长丝型低熔点聚酯切片，其特征在于：所述催化剂由三氧化二锑、醋酸锑和醋酸钴按质量比2～6:2～4:1～3组合而成。


7.一种权利要求1～6中任意一项所述纺制长丝型低熔点聚酯切片的制备方法，其特征在于：工艺流程采用一酯化、二酯化、终缩聚间歇式三釜制流程，通过分步酯化提高产品共聚均匀性，制得纺制长丝型低熔点聚酯切片。


8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤1、一酯化
步骤11、将配比量的三甘醇和部分量的间苯二甲酸配成浆液，醇酸摩尔比控制为1.2～1.4，搅拌均匀后，通过计量泵加入酯化一釜进行酯化反应，酯化温度控制为255～260℃，酯化压力控制为常压，酯化率控制为70～90％；
步骤12、将配比量的二甘醇和部分量的间苯二甲酸配成浆液，醇酸摩尔比控制为1.15...

【专利技术属性】
技术研发人员：许宏平，高峰，徐冬生，孟祥海，施斌，欧阳勇军，张传文，
申请(专利权)人：安徽皖维高新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34